Введение к работе
Обеспечение. минеральным сырьем действующих горнодобыващих предприятий является ключевой проблемой, определящей развитие целых регионов и отраслей народного хозяйства. Следовательно, вопросы адекватной количественной оценки полноты опоисковаїшя, надежности поисковых методов и прогнозно-поисковых комплексов является основными вопросами при составлении любых перспективных планов по развитии целых регионов. Однако, существующие публикации, посвящешше анализу геологической эффективности поисков, в своей большинстве, не рассматривает надеяюст-ных характеристик исследований, которые помимо анализа положительных результатов работ, требует специального изучения и систематизации всех ситуаций, приводящих к отрицательным геологическим результатам. Подавляющее болыинство работ, посвященных анализу эффективности применения различных методов при поисках месторождений, иллюстрируется только примерами положительного реиения производствешшх и опытно-методических задач. Ситуации же пропуска поисковых объектов или их неотражения в данных опытно-методических работ обычно не описываются и системно не изучаются. Тем более не исследуются ошибки субъективного или организационного характера, обуславливающие в целом ряде случаев реальную возможность пропуска месторождений. Абсолютизация положительных примеров и недостаточный учет примеров отрицательных в существенной мере снижает достоверность соответствующих оценок, что в конечном счете не позволяет получить адекватной оценки надежности поисковых методов, прогнозно-поисковых комплексов, полноты опоискования территорий.
Отмеченные обстоятельства свидетельствуют об очевидной целесообразности попытки специального системного исследования ситуаций, приводящих к пропускам поисковых объектов. При этом одним из вариантов такого исследования при системном подходе к геологоразведочному процессу может служить подход основанный на общих принципах теории надежности систем.
В соответствии с изложенным может быть сформулировано ЦЕЛЕВОЕ НАЗНАЧЕНИЕ настоящей работы, которое заключается в попытке адаптации теории надежности систем к практике геологических поисков и разработке принципов и основ ТЕОРИИ НнДЕШСТИ ГЕ0Л0Г0-ШИСК0ВНХ СИСТЕМ. Настоящее исследование в первую очередь ориентировано на проблемы районов действующих горнодобывающих предприятий, т.к. для таких районов, с одной стороны задача оценки полноты опоискования стоит наиболее остро, а, с
- 2 -другой стороны, геологическая изученность является, максимальной в сравнении с другими территориями.
В соответствии с назначением работы основными ЗАДАЧАМИ настоящего исследования являлись:
а) Формулирование специфических особенностей операционной модели
геолого-поискових работ в районах действующих горнодобывающих предприя
тий в отличии от исследований в новых районах.
б) Определение понятий "объект поисковых работ", "качество", "на-
деаностъ" и "отказ" для геологопоисковых систем и их элементов, адап
тация к оценкам геолого-поисковых систем количественных характеристик
надежности и качества.
в) Разработка принципов классификации и классификация отказов
геолого-поисковых систем на основе исследования и типизации их основных
причин, способов и времени установления, достоверности самого события
отказа.
г) Разработка методики и приемов количественного моделирования и
содержательной интерпретации ситуаций, приводящих к пропускам поиско
вых объектов по отноиенин к отказам вещественно-индикационного, ланд-
шафтно-геологического, технико-метрологического, геолого-интерпретаци
онного и заверочного типов для оценки количественных характеристик ка
чества и надежности геолого-поисковых систем и их элементов.
д) Разработка теории резервирования малонадежных элементов геоло
го-поисковых систем в зависимости от классификационной принадлежности
отказов, с количественной оценкой результатов резервирования.
е) Проведение постановочных исследований по учету влияния психоло-
логического фактора на этапах сбора первичной геологической информации,
содержательной интерпретации и прогнозирования, принятия и исполнения
решений.
і) Определение видов и этапов оцеїки надежности геолого-поисковых систем в ходе проведения геологоразведочного исследования недр.
з) Апробация основных положений теории надежности геолого-поисковых систем применительно к практике алмазопоисковых работ в Якутской алмазоносной провинции.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ И ОБШШ ВШ10ЛНЕННИХ РАБОТ. Проведенные исследования по разработке основ теории надевности геолого-поисковых систем могут быть разделены на три этапа. На первом из них автор в составе партии опытно-методической экспедиции ВШС'а принимал участие в поисках бокситов субровского типа на плоцадях Зральской бокситоносной провинции. Всего за этот период га стадии обних поисков было изучено около 12000 км кв. бокситоперспективных территорий. По всем этим террито-
риям автором проводились геологические и поисковые маршруты, осуществлялась геологическая интепретация наземных и аэрогеофизических (гамма-спектрометрия, магниторазведка, электроразведка) данных, геологическое и ландшафтное дешифрирование ПФС, составление карт условий поисков, геологических и прогнозных карт в масштабах 1:25000 - 1:50000. Технология построения перечисленных карт с использованием изданной геологической основы масштаба 1:200 000 была разработана автором. На выделенных перспективных участках проводились детальные поисковые работы на бокситы с использованием геологических, геофизических, геохимических и минералогических методов, с изучением вещественного состава пород и руд (в шлифах, по результатам химического, термического, рентге-но-структуриого и спектрального анализов). Также за этот период была проведена обработка данных спектрального анализа по около 20000 лито-геохимическим пробам.
В результате проведенных работ значительная часть исследованной территории была исключена из категории бокситоперспективной, на одном участке обнаружено промняленное месторождение бокситов (Наталовское), на нескольких - непромывлешше проявления пород бокситового ряда. Часть выделенных перспективных участков с иироким развитием зіичитель-1шх по мощности гляциалышх отложений (вго-восточная часть Карского райоїа) до настоящего времени не заверена буровыми работами. Также по итогам первого этапа работ автором защищена кандидатская диссертация на тему: "Методика поисков месторождений бокситов субровского типа в полузакрытых труднодоступных районах (на примере некоторых районов Северного и Полярного Урала)", выполненная при научном руководстве доктора геолого-минералогических наук, профессора В.В.Аристова. В диссертации била впервые предпринята попытка количественной оценки надежности опоискования территории, обосновано понятие мипимально-промыилен-ного объекта поисков, исследовано влияние отказов ландвафтно-теологи-ческого типа на эффективность поисков.
Второй период исследований по проблеме надежности поисков охватывает 1979-1985 гг. В этот период автор в составе партии ЦКГГЗ ЩИГРИ пришмал участие в опытно-методических и опытно-производственных работах по внедрению современных геологических и геофизических методов в практику агшазопоисковых работ в Якутии. За это время аэрогеофизическим комплексом методов (гамма-спектрометрия, магниторазведка, электроразведка) было проведено исследование значительной части Мало-Ботуо-бинского райоїи (около БООО км кв.) и Далдынского кимберлитового поля в масштабах 1:12500 - 1:25000. Автором, применительно к алмазопоиско-вой тематике били разработаны и внедрены методы специальной интерпре-
_ 4 -тации геологических и геофизических данных, ориентированные на ввделе-ние факторов поискового прогнозирования месторождений алиазов. На изученные площади были составлены специализированные карты прогноза коренной алмазоносности, выделены участки для постановки наземных поисковых работ, с площадью до 10 км кв. каждый. С полью отработки методики поисков в контурах выделенных участков, под руководством и при участии автора, ла участках с известными трубками проведеїш исследования узколокальных факторов прогнозирования с использованием геологических, геофизических, минералогических и геохимических методов. В результате была разработана методика дальнейшей локализации диатрем до площадей, не превышающих по размерам 1-2 км кв. Параллельно, в этот период проведено изучение устойчивости отражения в различных геолого-геофизичес-ких полях самих кимберлитовых трубок. По серии кимберлитовых тел разлитого веществешю-индикационного типа проведены опытно-методические работы комплексом геофизических (магниторазведка, гравиразведка, электроразведка в различных модификациях), геохимических (первичные, вторичные ореолы, метод подвижных форм, метод,основанный на использовании ионообменных смол, радиогехимия) и минералогических методов. По материалам разлитых исследователей по 200 кимберлитовым телам среднепа-леозойского возраста составлен банк вецсственно-индикациошшх характеристик, охватывавдий до 80 свойств каждой диатремы. Полученные материалы позволили наметить схему высоконадежной поисковой технологии ГфО-ведения поисковых работ.
Однако, внедрение в нирокую практику поисков разработанных приемов локализации трубок с высоконадежной метдикой заверки участков, внедрение в практики прогнозных рекомендаций по направлении ГРР в пределах Мало-Ботуобинского района, натолкнулось на существущие противоречия о достаточной поисковой изученности центральной части Мало-Боту-обинского района и об отсутствии в ее пределах кимберлитовых трубок, представляючих промышленный интерес.
По завершении второго этапа работ по проблеме были подготовлены методические рекомендации "Методика оценка надежности геологопоисковых систем (на примере Западной Якутии)", которые были одобрены и утверждены министерством геологии СССР, опубликованы в серии "Прогнозно-поисковые комплексы" (вып.Ш и разосланы во все ПГО и НИИ министерства.
Третий период работ (с 1986 г.) проводился в Якутском филиале ЩШГРИ и был направлен непосредственно на разработку основ теории надежности геолого-поисковых систем. За это время проведена разработка понятийного базиса, методического и количественного аппарата основ теории. Путем переработки известных положений по теории геологоразведоч-
-5-ного процесса, сформулированных в различные годы В.М.Крейтером, В.В.Аристовым, А.И.Бурдэ, lO.fl.Ворониным, Й.Б.Кавданом, А.И.Кривцовым, ft.ft.Никитиным, Э.Я.Островским, Л.И.Четвериковым и другими, а также с использованием учебной, справочной и монографической литературы га теории надежности техничесішх систем и инженерной психологии, были сформулировали основные полоаения теории, проведена апробация применительно к исследованию алмазопоисковой технологии. При этом основное внимание уделялось специфике геолого-поисковых работ, содержащих в себе, помимо отчетливой технической компоненты, явную исследовательскую составлящуга. За это время по заказу министерства геологии СССР был подготовлен отчет на тему:"Разработать основы теории надежности геолого-тюисковых работ на примере исследований в центральных районах Якутской алмазоносной провинции". Составленные на основе отчета методические рекомендации "Элементы методики анализа и повышения надежности поисковых методов и целевых прогнозно-поисковых комплексов" были согласованы в министерстве, изданы и разослана в производственные и научные организации министерства.
В процессе третьего периода исследований были составлены и переданы в алмазопоисковые экспедиции НТО "Якутскгеология" и "нрхангельскгео-логия:
"Методические рекомендации по проведении заверочных работ методом прямого подсечения в пределах узколокальных кимберлитоперспективных участков";
"Методические рекомендации по определению параметров минимально-промышленных поисковых объектов и объектов-индикаторов кустов и полей-трубок при поисках кимберлитов".
Назвашше разработки были в рукописном виде переданы в ПГО "Якутскгеология" и алмазопоисковые экспедиции республики, одобрены и внедрены в этих инстанциях. Также (в соавторстве с П.Н.Зинчуком, В.П.Афанасьевым, Е.И.Борисом) подготовлена и защищеіи рабочая модель юрты локального прогноза на центральную часть Мало-Ботуобинского района. В настоящее время эта карта является основой для планирования и ведения работ в Мирнинском кимберлитовом поле и на его флангах. Реализуя отработанную технологию надежностных исследований применительно к задаче оценки остаточных прогнозных ресурсов основных алмазоносных районов Якутской алмазоносной провинции, в 1991-1993 гт совместно со специалистами Ботуобинской и Амакинской экспедиций проведена оценка надежности опоисноваиия Нирнинского и Йлакит-Мархинского кимберлитовых полей, в результате которой были подготовлены и зачтены отчеты:
- "Оценка надежности опоискованиа и остаточных перспектив алмазонос-
-6 -пости центральной части Мало-Ботуобинского алмазоносного района.", - "Оценка надежности опоискования и остаточных перспектив алмазоносное изученной части Алакит-Мархинского кимберлитового пола."
В этих работах проведен тщательный анализ всех существующих геолого-геофизических и иинералого-геохимических дашшх по указанным территориям, проведена оценка остаточных ресурсов, определены участки их вероятной локализации и рекомендованы комплексы заверочных методов. В настоящее время сделанные прогнозные и методические рекомендации внедряются в практику работ экспедиций.
По результатам работ третьего периода подготвлена к печати и издана монография "Надежность геолого-поисковых систем" ("Недра", 1994).
НАУЧНАЯ НОВИЗНА рассматриваемого направления зашшчается в разработке нетрадиционного подхода к анализу геологической эффективности поисков. В отличии от традиционных методик оценки, анализирующих преимущественно положительные результаты поисковых работ, в настоящей работе в основу положено специальное исследование отказов геолого-поисков-ых систем и их элементов, т.е. таких событий, при которых происходит или может произойти пропуск на площади работ, хотя бы одного объекта поисков. В настоящей работе впервые в системном виде проведено исследование отказов,встечащихся в практике геолого-поисковых работ, разработана их естественная генетическая классификация, методика изучения каадого из отказов, показаны приемы моделирования, количествешюй или качественной оценки, способы резевиования малонадежных элементов и коструирования высоконадежных поисковых технологий. Отмеченное в совокупности позволило сформулировать понятийный базис, методологию, методический и, отчасти, количественный аппарат нового научного направления - теории надежности геолого-поисковых систем.
В отличии от ряда других методик оценки качества, геологической и экономической эффективности поисков в настоящем исследовании индикационные свойства обнаруженных объектов в конкретном районе или провинции не переносятся автоматически на те объекты, которые только предполагается обнаружить, известная выборка специально исследуется на неслучайность, а прогноз индикационных свойств остаточной (необнаруженной) совокупности поисковых объектов, рассмативается как задача не менее важная в сравнении с другими прогностическими аспектами общего металлоге-нического прогноза.
Для поисковых методов, основанных на качественном описании природных геологических явлений, проведена частичкам адаптация аппарата инженерной психологии применительно к задачам оценки воспроизводимости результатов работ, намечены задачи специальных психологических иссле-
-7 -дований систем типа "человек-природа" применительно к геолого-поисковым работам.
11а примере исследования технологий алмазопоисковых работ в Западной Якутии, проведена адаптация основ теории надежности к проблеме поисков коренных месторождений алмазов, разработаны направления повышения геологической эффективности работ.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ТЕШ1 определяется возможностью использования разработанных в ней теоретических положений и методических приемов для решения следущих сугубо практических задач:
оценка остаточных прогнозных ресурсов в районах действующих горнодобывающих педприятий и определение в соответствии с этим целесообразности проведения дальнейших поисковых работ;
районирование на количественной основе рудоперспективных территорий по надежности проведенного опоискования, выделение площадей и участков, изучеіпіость которых не соответствует реваемой геологической задаче и определение в соответствии с этим направлений ведения геоло-го-лоисшшх работ;
прогнозирование индикационных свойств остаточной совокупности поисковых объектов, проведение количественной оценки надежности реализованных либо проектируемых поисковых методов, разработка на этой основе высоконадежной методики ведения геолого-поисковых работ;
разработка единного координационного плана проведения производственных поисковых, опытно-методических, тематических и научно-исследовательских работ, применительно к конкретному району или провинции, характеизущегося высокой наукоеккостып, органическим слиянием исследовательской и технической компонент геологоразведочного процесса, га-рантирущего решение поставленной задачи.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Отдельные положения и разделы диссетационной работы докладывались на Всесоюной геофизической конференции (Красноярск, 1980), на школе передового опыта по геохимическим поискам (Челябинск, 1981), на трапповой конференции (Красноярск, 1983), на совещании по методике интерпретации гравимапштішх данных памяти А.И.Ухтомского (Иркутск, 19П7), на совещании по поисковой минералогии (Свердловск, 1987), іа Всесоюзном совещании по геохимическим поискам (Ужгород,1988). Как полная концепция оценки эффективности геологопоисковых работ с конкретными результатами по исследовании надежности алмазопоисковых работ в Якутии работа докладывалась на совещании по региональному прогнозировании (Якутск, 1987), на Всесовзном совещании "Основные направления по-выаения эффективности и качества поисковых и поисково-оценочных работ на твердые полезные ископаемые (Самарканд, 1988), иколе-семинаре "Ко-
- 8 -личественный прогноз твердих полезных ископаемых"(Алма-Ата. 1990), на совещании "Метода прогноза и поисков алмазов на юге Восточной Сибири" (Иркутск, 1390), на Всесоюзных совещаниях "Основные направления повышения эффективности и качества геологоразведочных работ на алмазы" (Архангельск, 1985 и Иркутск,1930), на Всесоюзном совещании по геологическому обслугований действующих добывающих предпиятий (Ленинград. 1991), а также на Научно-технических советах Министерства геологии СССР по направлению работ на алмазы в Якутии (1906-1991), на научно-технических советах ПГО "Якутскгеология", "Южказгеология", "Приморгео-логия", "Севвостгеология", геологического управления "Главалмаззолото". на научно-технических советах алмазопоискових экспедиций ПГО "Якутск-геология", на научно-методических советах и Ученом совете ЩШГРИ и др.
По теме диссертации опубликовано 26 статей, 2 методических руководства, одна монография, 23 тезиса докладов. Материалы и результаты исследований вошли в 23 научно-исследовательских и опытно-методических отчета.
В настоящее время внедреше рекомендаций по исследованию надеюго-сти геологопоисковых технологий осуществлено или осуществляется в Ама-кинской, Ботуобинской, Чернышевской алмазопоисковых экспедициях АК "Аламази России-Саха". в ЦТШГРИ, а также в ряде других организаций.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Монография "Надеаность геолого-поисковых систем" из четырех глав, предисловия, введения, заключения, содер-яит 299 стр. текста (10,62 Усл.печ.л.), 25 табл.. 63 рис.